專利名稱：用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金及其錠型及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋅合金及其錠型及其方法，特別涉及用于鋼鐵構(gòu)件熱浸 鍍鋅用鋅合金及其錠型及其方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外熱浸鍍鋅行業(yè)均采用鋅合金浴鍍鋅，Zn-Al-Ni-Bi-RE合金不 僅對鍍層光亮度改善很有效果，還能有效消除活性鋼鍍鋅產(chǎn)生的圣德林效應(yīng)， 改善鐵基體與鋅浴的浸潤性能和流動性能，提高鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能， 降低鍍層厚度，為理想的熱浸鍍鋅用鋅合金。鋅合金浴通常是在生產(chǎn)現(xiàn)場用 鋅合金在使用前配制。由于鋼鐵構(gòu)件一般體積較大，對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行鍍鋅的 所用的鋅浴設(shè)備的容積也較大，所需鋅浴量多，鋅浴的配制難度較大。目前 鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅鋅浴配制方法是首先將鋅錠熔化在鋅鍋內(nèi)，然后以每塊 10公斤左右的鋅鋁鎳鉍稀土中間合金錠按一定比例在鋅鍋內(nèi)稀釋，得到熱浸 鍍鋅所需要的鋅浴成分。這種現(xiàn)場配制的方法對其操作人員提出了較高的要 求，要求其具備一定的鍍鋅理論知識，各種物料的添加量應(yīng)精確計(jì)量，應(yīng)對 鋅浴成分進(jìn)行檢測，才能保證最終形成的鋅浴成分符合使用要求，目前的生 產(chǎn)廠大都不具備上述人員和檢測條件，難以準(zhǔn)確把握添加量，不可避免地出 現(xiàn)合金元素加入量過多、過少而引起的合金元素成分不均勻，導(dǎo)致最終形成 的鋅浴成分不清楚，即使具備上述條件，這些物料在配制過程中， 一般都難 以達(dá)到充分熔解、均勻混合的狀態(tài)，造成鋅浴中產(chǎn)生各種元素的偏析和燒損， 如合金元素鋁和鉍、鎳的密度差別大，重力偏析大，易引起成分波動。稀土 化學(xué)性質(zhì)活潑易燒損；各種合金元素的利用率不高，實(shí)際使用效果不理想。 現(xiàn)有技術(shù)中的研究活動大都是針對鋅合金中添加成份而開展，未考慮到使用
配制過程中的諸多問題，如由本申請人申請的中國專利ZL200510031270. X"用 于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的鋅鉍多元合金及其方法"公開了一種用于熱浸鋼鐵構(gòu) 件鍍鋅的、含鉍的鋅鉍多元合金，其組成為0. 05 0. 1% (wt) Bi; 0. 05 0. 09% (wt)的A1; 0. 01 0. 05% (wt)的稀土金屬RE; 0 0. 05% (wt)的Ni;其 余為鋅和不可避免的雜質(zhì)。它通過合理控制合金中鋁、鎳、稀土金屬RE的含 量，同時(shí)在合金中添加鉍元素，使鋅浴的流動性能明顯改善，在保障鍍層的 抗蝕性能和機(jī)械性能的同時(shí)適當(dāng)降低鍍層厚度。其重點(diǎn)在于對合金成份的改 進(jìn)，但由于其各成份的比例仍大大高于鍍鋅浴的比例，不能直接熔化成鋅合 金浴，仍需要在生產(chǎn)現(xiàn)場用鋅合金在使用前配制成鋅合金浴，它僅解決了鋅 合金的成份問題，其實(shí)際使用效果仍因配制環(huán)節(jié)存在問題而未達(dá)到所期望的 效果。
通常鋅合金錠的形狀為長方體形，目前市場上合金錠一般按錠重分小錠 和大錠兩種，小錠一般是20 25kg /塊，大錠一般在1000kg 2000kg /塊之 間。由于其錠型為簡單的長方體形，無吊孔，不能直接吊裝，只能從底部叉 運(yùn)，極不方便，堆碼的穩(wěn)定性不好，不利于倉儲多層堆碼，所需倉儲空間較 大，小錠在運(yùn)輸途中易被盜。對于寬帶鍍鋅和鋼鐵構(gòu)件鍍鋅來說，由于寬帶 鋼和鋼鐵構(gòu)件占空間較大，產(chǎn)能大，對其進(jìn)行鍍鋅所需的設(shè)備容積也較大， 所需的鋅合金較多，采用小塊鋅合金錠時(shí)，由于合金錠錠型太小，添加的頻 次太多，添加量不易控制，勞動強(qiáng)度大，且合金錠表面積大，氧化鋅渣產(chǎn)出 率高，增加了鍍鋅廠家生產(chǎn)成本，不利于生產(chǎn)過程控制。小合金塊需要打捆 包裝后才方便運(yùn)輸。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)未提供使用簡單，適用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍用的成份 及錠型的鋅合金，以提高鍍層光亮度，有效消除活性鋼鍍鋅產(chǎn)生的圣德林效 應(yīng)，改善鐵基體與鋅浴的浸潤性能和流動性能，提高鍍層抗蝕性能和機(jī)械性 能好，降低鍍層厚度，降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅用的鋅鋁鎳鉍稀土合 金，它可直接在鍍鋅設(shè)備內(nèi)熔化成適用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的鋅浴，操作簡 單，使所配制的鋅浴合金元素鋁、鎳、鉍和稀土含量穩(wěn)定、均勻，以提高鍍 層光亮度，有效消除活性鋼鍍鋅產(chǎn)生的圣德林效應(yīng)，改善鐵基體與鋅浴的浸 潤性能和流動性能，提高鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，降低鍍層厚度，降低 成本。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的在于提供一種用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅用的鋅合金錠 型，它具有合適的形狀和錠重，能滿足大容量鍍鋅設(shè)備加鋅的要求，方便吊 裝，便于叉運(yùn)，比表面積小，適合倉儲多層堆碼，節(jié)省倉儲空間，穩(wěn)定安全 的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的在于提供一種新的熱浸鍍鋅方法，該方法以熱浸 鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠直接熔化成鋅浴，解決熱浸鍍鋅鋅浴所存在的各種元 素的偏析和燒損等問題，以提高鍍層光亮度，有效消除活性鋼鍍鋅產(chǎn)生的圣德 林效應(yīng)，改善鐵基體與鋅浴的浸潤性能和流動性能，提高鍍層抗蝕性能和機(jī) 械性能好，降低鍍層厚度，降低成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀 土合金，其成份及重量百分比為0.008% 0.012%(wt)Al ， 0.04% 0,06%(wt)Ni， 0. 02% 0.08%(wt)Bi， 0. 006% 0. 01%(wt)RE，其余為鋅和不 可避免的雜質(zhì)。
熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金的錠型，它為帶有兩個(gè)對稱耳翹的"T"形長方
鋅錠體，鋅錠體的上平面和底部為平面。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，其中一個(gè)耳翹上設(shè)置有吊孔。 作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，兩個(gè)耳翹上均設(shè)置有吊孔。 作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，鋅錠體的四個(gè)側(cè)面為斜面，鋅錠體上部橫
截面大于下部橫截面。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的熱浸鍍鋅合金錠錠重為900 1100kg，錠型長度為1160 1200mm，寬度為580 600mm，高度為260 300咖。
鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的方法，采用上述熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠直接熔 化成鋅浴。
本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明將鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅和所需要的鋁、鎳、鉍和稀土合金元素按最 佳含量和最理想使用效果的要求配制好，澆鑄成1噸左右的大錠，使用廠家 可直接投入鋅浴設(shè)備內(nèi)熔化使用，避免出現(xiàn)合金元素加入量過多、過少而引 起的合金元素成分不均勻現(xiàn)象，避免合金元素?zé)龘p，保障鋅浴中合金元素鋁、 鎳、鉍和稀土含量穩(wěn)定，混合均勻；大大降低了對使用廠家的人員和檢測條
件的要求，簡化了操作程序。由于鋁、鎳、鉍和稀土合金元素含量合適，提 高了鍍層光亮度，有效消除活性鋼鍍鋅產(chǎn)生的圣德林效應(yīng)，改善了鐵基體與 鋅浴的浸潤性能和流動性能，提高了鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，降低鍍層 厚度，降低成本。
由于本發(fā)明在長方體的基礎(chǔ)上設(shè)置有兩個(gè)對稱的耳翹，合金錠中間大面
積落地，穩(wěn)定安全、有效減少倉儲空間；耳翹可作為叉運(yùn)支撐件，便于叉車 叉運(yùn)及堆碼，由于耳翹還設(shè)置有吊孔，便于生產(chǎn)廠吊裝進(jìn)料。由于錠的比表 面積較小，能較好地降低外表面積大而形成的氧化物，降低氧化渣率0.5% 1%,對合金錠在鑄造工藝中形成的集中縮孔能夠起一定的減輕作用。由于側(cè) 面為斜面，便于生產(chǎn)中脫模。


圖l是本發(fā)明的錠型的主視圖2是本發(fā)明的錠型的左視圖3是本發(fā)明的錠型的俯視圖。
圖中1_鋅錠體，2—吊孔，3 —耳翹。
具體實(shí)施例方式
用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金，其組成為
0.012%(wt)Al; 0.04%(wt)Ni; 0.08%(wt)Bi; 0.01%(wt)RE;其余為鋅和不可 避免的雜質(zhì)。
熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠的錠型，它為帶有兩個(gè)對稱耳翹3 "T"形長 方鋅錠體1，鋅錠體1的上平面和底部為平面。其中一個(gè)耳翹3上設(shè)置有吊孔 2。鋅錠體l的四個(gè)側(cè)面為斜面，鋅錠體1上部橫截面大于下部橫截面，錠重 為900kg，錠型長度L為1160mm，寬度B為580mm，高度H為260mm。
用上述熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行熱浸鍍鋅，鋅浴的浸 潤性能和流動性能好，無圣德林效應(yīng)，鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，無合金 元素?zé)龘p。
實(shí)施例2:
用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金，其組成為 0.008%(wt)Al; 0. 04%(wt)Ni; 0. 020/0(wt)Bi; 0. 006%(wt)RE;其余為鋅和不
可避免的雜質(zhì)。
熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠的錠型，它為帶有兩個(gè)對稱耳翹3 "T"形長 方鋅錠體1，鋅錠體1的上平面和底部為平面。兩個(gè)耳翹3上均設(shè)置有吊孔2。 鋅錠體1的四個(gè)側(cè)面為斜面，鋅錠體1上部橫截面大于下部橫截面，錠重為 1100kg,錠型長度L為1200rnrn，寬度B為600mm，高度H為300,。
用上述熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行熱浸鍍鋅，鋅浴的浸 潤性能和流動性能好，無圣德林效應(yīng)，鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，無合金 元素?zé)龘p。
實(shí)施例3
用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金，其組成為 0.008%(wt)Al; 0. 06%(wt)Ni; 0. 02%(wt)Bi; 0. 01%(wt)RE;其余為鋅和不可
避免的雜質(zhì)。
錠型同實(shí)施例l。
用上述熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行熱浸鍍鋅，鋅浴的浸 潤性能和流動性能好，無圣德林效應(yīng)，鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，無合金 元素?zé)龘p。
實(shí)施例4
用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金，其組成為 0. 012%(wt)Al; 0.04%(wt)Ni; 0.02%(wt)Bi; 0. 006%(wt)RE;其余為鋅和不
可避免的雜質(zhì)。
錠型同實(shí)施例2。
用上述熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行熱浸鍍鋅，鋅浴的浸 潤性能和流動性能好，無圣德林效應(yīng)，鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，無合金 元素?zé)龘p。
本發(fā)明包含但不限于上述實(shí)施方式，只要采用了將熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土 合金錠直接熔化成鋅浴的形式，即屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例5
用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金，其組成為 0.008%(wt)Al; 0. 04%(wt)Ni; 0. 02%(wt)Bi; 0. 01%(wt)RE;其余為鋅和不可
避免的雜質(zhì)。
錠型同實(shí)施例l。
用上述熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行熱浸鍍鋅，鋅浴的浸 潤性能和流動性能好，無圣德林效應(yīng)，鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，無合金 元素?zé)龘p。
實(shí)施例6
用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金，其組成為 0.012%(wt)Al; 0.06%(wt)Ni; 0. 08%(wt)Bi; 0. 006%(wt)RE;其余為鋅和不
可避免的雜質(zhì)。
錠型同實(shí)施例l。
用上述熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行熱浸鍍鋅，鋅浴的浸 潤性能和流動性能好，無圣德林效應(yīng)，鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能好，無合金 元素?zé)龘p。
本發(fā)明包含但不限于上述實(shí)施方式，只要采用了將熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土 合金直接熔化成鋅浴的形式，即屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金，其特征在于其成份及重量百分比為0.008％～0.012％(wt)Al，0.04％～0.06％(wt)Ni，0.02％～0.08％(wt)Bi，0.006％～0.01％(wt)RE，其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)。
2、 如權(quán)利要求1所述的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金的錠型，其特征在于 它為帶有兩個(gè)對稱耳翹(3)的"T"形長方鋅錠體(l)，鋅錠體(l)的上平面和 底部為平面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金的錠型，其特征在于: 其中一個(gè)耳翹(3)上設(shè)置有吊孔(2)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金的錠型，其特征在于: 兩個(gè)耳翹(3)上均設(shè)置有吊孔(2)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金的錠型，其特征在于: 鋅錠體(1)的四個(gè)側(cè)面為斜面，鋅錠體(1)上部橫截面大于下部橫截面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金的錠型，其特征在于: 所述的熱浸鍍鋅合金錠錠重為900 1100kg，錠型長度(L)為1160 1200mm， 寬度(B)為580 600mm，高度(H)為260 300mm。
7、 鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅的方法，其特征在于采用權(quán)利要求1 6任一項(xiàng) 所述的熱浸鍍鋅鋁鎳鉍稀土合金錠直接熔化成鋅浴。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于鋼鐵構(gòu)件熱浸鍍鋅用鋅合金及其錠型及其方法。其合金組份和重量百分比為0.008％～0.012％(wt)Al，0.04％～0.06％(wt)Ni，0.02％～0.08％(wt)Bi，0.006％～0.01％(wt)RE，其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)。其錠型為帶有兩個(gè)對稱耳翹的“T”字形長方體，長方體底部為平面，耳翹上設(shè)置有吊裝孔，四個(gè)側(cè)面為斜面，使長方體呈現(xiàn)上大下小狀。其熱浸鍍鋅方法是將上述合金直接熔化而成鋅浴，使用簡單，鋅浴合金元素鋁、鉍、鎳和稀土含量穩(wěn)定、均勻，可減緩或消除活性鋼鍍鋅產(chǎn)生的圣德林效應(yīng)，改善鐵基體與鋅浴的浸潤性能和流動性能，提高鍍層抗蝕性能和機(jī)械性能，降低鍍層厚度，降低成本。鋅合金錠型具有合適的形狀和錠重，能滿足大容量鍍鋅設(shè)備加鋅的要求，方便吊裝，便于叉運(yùn)，比表面積小，適合倉儲多層堆碼，節(jié)省倉儲空間，穩(wěn)定安全的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C23C2/06GK101109053SQ200710035318
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者匡立春, 楊岳云, 全 王, 輝 王, 竇傳龍 申請人:株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司